一種車載遠程通信方法與流程
2023-05-12 23:55:26 2
本發明涉及車聯網
技術領域：
，尤其涉及一種車載遠程通信方法。
背景技術：
：Telematics是遠距離通信的電信（Telecommunications）與信息科學（Informatics）的合成詞，通常指應用了無線通信技術的車載信息系統。Telematics是無線通信技術、衛星導航系統、網絡通信技術和車載電腦的綜合產物，可使汽車駕乘者在車內隨時隨地與外部後臺、服務資源做雙向的信息傳遞，享受實時化、位置化、個性化的各類應用服務。如圖1所示，Telematics系統通常包括以下裝置：汽車總線網絡CAN：所有汽車的執行部件通過汽車網絡進行信息交換；TBOX（Telematics-Box，即Telematics系統的終端）：具有汽車總線接口，通過汽車總線接口與汽車總線網絡中任何一個控制部件進行信息交換及車輛控制；具有移動通信接口，通過移動通信接口，可以和雲端伺服器進行信息交換；具有串行通信接口，通過串行通信接口，可以和車機進行信息交換；雲端伺服器：按照用戶要求，提供各種網絡資源服務，可以通過移動通信基站接入/網際網路接入；車機端：具有串行通信接口，可以通過串行通信接口聯繫到TBOX，間接訪問雲端資源/汽車總線資源；手機：主要通過訪問雲端伺服器去完成與車輛的信息交換，實現汽車資源的訪問及控制；電腦：主要通過訪問雲端伺服器去完成與車輛的信息交換，實現汽車資源的訪問及控制。為保證車輛與雲端伺服器的通信安全可靠，不同廠商均定製有各自的通信協議，規定雙方的通信規範、流量控制、應用數據格式、安全驗證等機制。但目前還缺乏一種兼顧流量和連接效率的通信方法。技術實現要素：本發明所要解決的技術問題在於，提供一種節省移動通信流量，提高連接效率的車載遠程通信方法。為了解決上述技術問題，本發明提供一種車載遠程通信方法，包括：在車載端或伺服器端發起會話前，檢查是否已有存在的連接，如有則使用該存在的連接，如無則建立新的連接；使用新建立的連接發起會話前，在車載端和伺服器端之間進行身份驗證，身份驗證通過後根據具體流程發送消息，身份驗證未通過則流程終止；車載端使用該存在的連接或新建立的連接，每隔一定時間向伺服器端發送一個心跳包，伺服器端如果在設定時間內沒有檢測到數據包，則主動斷開與車載端的連接。其中，伺服器端首先檢查是否已有存在的連接，如果有則直接使用已經存在的連接，如果沒有則振鈴通知車載端建立連接。其中，車載端每隔10秒向伺服器端發送一個心跳包；伺服器端檢測是否有數據包傳輸，如果超過10秒沒有數據包傳輸，伺服器端再嘗試3次檢測，當達到30秒沒有數據包傳輸，伺服器端將主動斷開與車載端的連接。其中，如果車載端或伺服器端在接收的消息的錯誤元素中解析出錯誤值，則不再主動發送消息，並釋放之前所佔用的系統資源。其中，所述車載端和伺服器端之間的身份驗證過程包括：車載端通過CRC32算法生成第一AuthToken值，並填入身份驗證消息中；伺服器端接收到身份驗證消息後，通過CRC32算法生成第二AuthToken值，並與所述第一AuthToken值進行對比，如果一致則身份認證通過，否則不通過；伺服器端向車載端反饋身份驗證結果。其中，車載端發送身份驗證消息之後開啟定時器，在一定時間內如果沒有收到伺服器端的回覆，則判定屬於超時，根據定時器超時回調函數發送的超時消息進行數據處理或超時處理，並在收到所述超時消息時清零所述定時器。其中，車載端對接收到的數據進行分割，按首包和後續包區分處理，當接收到完整數據的時候，則根據各應用標識APPID將數據分發到各個應用中。其中，所述車載端為車載智能盒TBOX，所述伺服器端為TSP伺服器。本發明實施例汽車遙控鑰匙學習方法所帶來的有益效果包括：通過短連接方法，一方面可以利用已存在的連接，避免頻繁的進行身份驗證，節約流量，同時提到連接效率；對於新建立的連接則需要身份驗證，同時保證了通信的安全性；另一方面利用心跳機制，如果在設定時間內沒有數據包傳輸，則伺服器端主動斷開與車載端的連接，避免長時間佔用伺服器資源所造成的伺服器資源浪費；通過建立錯誤處理機制，當在消息中存在錯誤元素時，則不再主動發送消息，及時釋放所佔用的系統資源，減少系統開銷。附圖說明為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發明實施例中Telematics系統組成示意圖。圖2是本發明實施例車載遠程通信方法的流程示意圖。圖3是本發明實施例中ACP消息的結構示意圖。圖4是本發明實施例中身份驗證流程示意圖。圖5是本發明實施例中伺服器端發起會話時車載端的處理流程示意圖。圖6是本發明實施例中車載端發起會話時車載端的處理流程示意圖。具體實施方式以下各實施例的說明是參考附圖，用以示例本發明可以用以實施的特定實施例。請參照圖1所示，本發明實施例提供一種車載遠程通信方法，包括：在車載端或伺服器端發起會話前，檢查是否已有存在的連接，如有則使用該存在的連接，如無則建立新的連接；使用新建立的連接發起會話前，在車載端和伺服器端之間進行身份驗證，身份驗證通過後根據具體流程發送消息，身份驗證未通過則流程終止；車載端使用該存在的連接或新建立的連接，每隔一定時間向伺服器端發送一個心跳包，伺服器端如果在設定時間內沒有檢測到數據包，則主動斷開與車載端的連接。以下進行具體說明。現有的車載端與伺服器端的通信連接方案一般包括兩種：一種是長連接：即連接一直存在，每輛車佔用伺服器的一個通道。優點是能快速連接上伺服器，通信能快速響應；而缺點則是由於長期佔有伺服器資源，造成伺服器資源的浪費；另一種是超短連接：即每次通信均需要身份驗證，每次發送完信息都需要斷掉連接。優點在於能快速釋放伺服器資源；而缺點是由於頻繁通信造成移動流量的浪費，為了保證通信安全，需要每次通信均需要進行身份驗證，造成信息發送及接受效率過低及過慢。本發明實施例為了兼顧移動通信流量和連接效率，創新設計出一種短連接方案：對於車載端，首先檢查是否已有存在的連接，如果有則直接使用已經存在的連接，如果沒有則根據具體流程建立；對於伺服器端，同樣首先檢查是否已有存在的連接，如果有則直接使用已經存在的連接，如果沒有則振鈴通知車載端建立連接。伺服器端除非出錯，不會主動釋放連接，如果出錯，則將斷開連接。車載端發起會話一般用於車輛數據主動上傳，車輛異動，車輛救援，嚴重故障上傳等應用；伺服器端發起會話一般用於如遠程控制，遠程監控，遠程診斷，遠程升級等應用。車載端發起會話與伺服器端發起會話的區別為：車載端發起會話並沒有振鈴的步驟，而伺服器端發起會話需要振鈴的步驟，這樣的設計是針對車載端和伺服器端的處理能力而進行合理的區別對待。由於車載端為車載ECU的一種，滿足一定的條件的時候需要休眠，以降低功耗，這樣則需要伺服器端對其振鈴喚醒之後才能繼續處理命令；而伺服器功能強大，能處理大量數據請求，並不需要振鈴喚醒過程。通過這種短連接方法，一方面可以利用已存在的連接，避免頻繁的進行身份驗證，節約流量，同時提到連接效率；對於新建立的連接則需要身份驗證，同時保證了通信的安全性；另一方面利用心跳機制，如果在設定時間內沒有數據包傳輸，則伺服器端認為車載端已經掉線，主動斷開與車載端的連接，避免長時間佔用伺服器資源所造成的伺服器資源浪費。作為一種實現方式，本實施例中，車載端為TBOX，即車載智能盒；伺服器端為TSP（TelematicsServiceProvider，Telematics服務提供商）伺服器。為敘述簡便，以下以TBOX和TSP伺服器為例進行說明。心跳機制具體為：為了檢測TBOX是否在線，TBOX建立連接後，每隔10秒向TSP發送一個心跳包；TSP檢測通道上是否有數據包傳輸，如果超過10秒沒有數據包傳輸，TSP嘗試3次檢測，當達到30秒沒有數據包傳輸，則認為TBOX已經掉線，TSP將主動斷開與TBOX的連接。由於每個網絡連接的打開都消耗一定的系統資源（內存及進程的佔用）及網絡流量，而TSP後臺同時並發的連接數量是一定的，為了提高通信效率，節省網絡流量及提高系統資源利用率，本實施例還設置了錯誤處理機制，即：如果車載端或伺服器端在接收的消息的錯誤元素中解析出錯誤值，則不再主動發送消息，並釋放之前所佔用的系統資源。上述錯誤元素為本發明實施例定義的應用通信協議ACP（ApplicationCommunicationProtocol）消息的一部分。請參照圖3所示，定義了ACP消息的消息頭和通用元素，其中消息中位順序：0~7代表從字節的最高位到最低位，由TCP傳輸協議保證消息的完整性、有效性和報文超時重傳等。ACP消息裝載在TCP協議中的應用報文中，其中：幀頭（SOF:StartOfFrame）和幀尾（EOF：EndOfFrame）是固定的字符，用於標誌一幀完整的數據幀；消息頭（ApplicationHeader）為ACP協議的消息頭，主要包含的信息為整個ACP消息的長度；元素（Element）主要為要傳遞的信息主體。下面介紹重點欄位：VehicleDescriptor：用於描述汽車的唯一標號，其中包括汽車的VIN號，TBOX序列號，通信模塊的IMEI、ICCID，這幾個號組合在一起形成VehicleDescriptor。Source：取值範圍為0-255，由TSP伺服器端下發到TBOX，以標誌同一流程中不同的會話開始，TBOX後續回覆中必須使用相同的Source值。由TBOX自動發起的交互中，如果存在Source元素，則設置Source值為0；當一個會話完成後（即整個流程完成後），Source值被重置，下一會話可以再次使用該Source值，例如：當TSP伺服器向車機發送多條異步遠程控制命令時，通過該值區分返回值為哪一條遠程控制命令所發起。AuthToken：當TBOX建立連接後，通過TSP伺服器驗證身份完畢時，由TSP伺服器根據TBOX身份信息生成唯一的AuthToken值，AuthToken用於標識TBOX身份信息，當TBOX收到AuthToken值時，根據相同算法計算出該值，與從TSP伺服器收到的進行比較，如果相同則驗證通過。ErrorElement：協議中包含的所有ErrorCode匯總，如果該元素ErrorCode值為非零，則流程結束。如果消息下的元素ErrorElement出現非零錯誤（參見表1），則表示該流程結束。TBOX和TSP收到該錯誤後都不再主動發送消息，並釋放之前應用佔用的系統資源（內存，連接），如果需要繼續之前的服務，則需要重新發起。表1為錯誤類型列表：表1錯誤類型列表錯誤值含義0無錯誤1AuthToken驗證失敗2車輛認證失敗3TSP身份驗證失敗（後臺下發）4ACP協議解析錯誤5CAN通信錯誤6TBOX系統忙7無效指令8包序號錯誤9CRC驗證失敗10任務執行失敗11任務執行超時12應答數據過長13車輛配置錯誤14任務執行條件不滿足15功能禁止16VIN號錯誤17車輛未上電18電壓異常TBOX與TSP伺服器交互時，無論是通過TSP伺服器通知發起的流程或是TBOX主動發起的流程，建立連接後都需要首先發起身份驗證流程，通過後則根據具體流程發送消息，如沒有通過則流程終止。基於上述ACP消息，在TBOX和TSP伺服器之間的身份驗證過程如圖4所示：TBOX通過CRC32（循環冗餘校驗碼）算法生成第一AuthToken值，並填入身份驗證消息中；TSP伺服器接收到身份驗證消息後，通過CRC32算法生成第二AuthToken值，並與第一AuthToken值進行對比，如果一致則身份認證通過，否則不通過；TSP伺服器向TBOX反饋身份驗證結果。請再參照圖5所示，為TSP伺服器主動發起會話的時候，TBOX的處理流程。其中本實施例建立了超時處理機制，具體流程為：TBOX發送身份驗證消息之後開啟定時器，在一定時間內如果沒有收到TSP伺服器的回覆，則判定屬於超時，根據定時器超時回調函數發送的超時消息進行數據處理或超時處理，並在收到該超時消息時清零該定時器。由於TSP伺服器與TBOX之間的移動通信是串口通信，則涉及到數據的分割問題，需要進行首包和後續包的區分處理。當接收到完整的數據的時候，則會根據各應用標識（APPID）將數據分發到各個應用中。再如圖6所示，為TBOX主動發起會話，或TSP伺服器請求TBOX數據時，TBOX回複數據，TBOX的處理流程。各個應用根據需要進行數據的打包，填入幀頭幀尾，計算CRC，根據身份驗證還是應用報文的不同填入不同的數據內容，並把發送是否成功返回給各個應用業務。綜上所述，本發明實施例所帶來的有益效果包括：通過短連接方法，一方面可以利用已存在的連接，避免頻繁的進行身份驗證，節約流量，同時提到連接效率；對於新建立的連接則需要身份驗證，同時保證了通信的安全性；另一方面利用心跳機制，如果在設定時間內沒有數據包傳輸，則伺服器端主動斷開與車載端的連接，避免長時間佔用伺服器資源所造成的伺服器資源浪費；通過建立錯誤處理機制，當在消息中存在錯誤元素時，則不再主動發送消息，及時釋放所佔用的系統資源，減少系統開銷。以上所揭露的僅為本發明較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利範圍，因此依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的範圍。當前第1頁1 2 3